WO2011001732A1 - Bicycle provided with pedal-pushing driving force transmission mechanism - Google Patents
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- B62M3/06—Construction of cranks operated by hand or foot with elliptical or other non-circular rotary movement
Definitions
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 2.
- FIG. 3 is a sectional view taken along the line Y-Y ′ of FIG. 2. It is explanatory drawing of the operation
- FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view showing an enlarged main part of the driving force transmission mechanism in FIG. 1, and the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
- reference numeral 10 denotes a rotary shaft
- 11 denotes a bottom bracket
- 12 denotes a bearing.
- the rotary shaft 10 is rotatably supported in the bottom bracket 11 by the bearing 12.
- the rotor 9 has a bearing portion that supports the eccentric wheel 13 so as to be slidably rotatable via a bearing 12 on the side close to the vehicle body 8, and on the side far from the vehicle body 8, there is an external portion of the fixed external gear 6. It has an internal gear 9g that meshes with the gear. 6g represents an external gear of the fixed external gear 6, and in the state shown in FIG. 2, the internal gear 9g and the external gear 6g in the forward direction of the bicycle 1 are in mesh with each other, and the backward portion in the forward direction. Then, both are in a separated state. The center of the rotor 9 is eccentric with respect to the center of the fixed external gear 6.
- the Oldham coupling mechanism 21 fits the convex portions 18 and 18 of the rotor 9 with the grooves 19a and 19a of the intermediate node 19, and fits the convex portions 20a and 20a of the drive plate 20 with the grooves 19b and 19b of the intermediate node 19. Assembled by. Since the protrusions 18 and 18 and the protrusions 20a and 20a are slidably movable in the grooves 19a and 19a and the grooves 19b and 19b, respectively, the rotor 9 moves relative to the drive plate 20 during rotation.
- the protrusions 18 and 18 provided on the rotor 9 may be grooves, and the grooves 19a and 19a provided on the intermediate node 19 may be protrusions. Similarly, the grooves 19b and 19b provided on the intermediate node 19 are protrusions.
- the protrusions 20a and 20a provided on the drive plate 20 may be grooves. Further, by providing, for example, a dry bearing, a flat roller bearing, or an oil impregnated bearing in one or both of the convex portions 18, 18 and 20a, 20a and the grooves 19a, 19a and 19b, 19b, the convex portion 18, The friction between the grooves 18a, 20a, 20a and the grooves 19a, 19a, 19b, 19b may be increased to reduce the friction.
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Abstract
Disclosed is a bicycle provided with a driving force transmission mechanism that allows efficient transmission of rotational driving force while reducing the pedal force. Said driving force transmission mechanism is provided with: a rotating shaft rotatably supported by the bicycle frame; an eccentric wheel that is not concentric with the rotating shaft and can rotate around the axis of the rotating shaft; a drive wheel that is concentric with the rotating shaft and rotates around the axis of the rotating shaft as the eccentric wheel rotates; a fixed external gear that is concentric with the rotating shaft and is affixed to the bicycle frame; a rotor that is not concentric with the fixed external gear, has an internal gear on one end, along the axial direction of the rotating shaft, and has a bearing part on the other end, wherein the internal gear meshes with the fixed external gear and the bearing slidably and rotatably supports the eccentric wheel; and a crankshaft that rotates the rotor.
Description
本発明は、自転車に関するものであり、詳細には、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車に関するものである。
The present invention relates to a bicycle, and more particularly, to a bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism.
ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車に関しては、踏み込み力の軽減や、伝達力の増大のための様々な提案が為されている。例えば、下記特許文献１においては、自転車ペダルのクランク軸と同心状に固着された内歯歯車と、クランク軸に回転自在に軸支された太陽歯車と、該太陽歯車と同径で、太陽歯車及び内歯歯車に噛合する遊星歯車を、自転車ペダルのクランクアームから該クランクアームの延長線に沿って延びる延長アームに回転自在に軸支させ、前記太陽歯車に前輪側スプロケットホイールを同軸に固着してなる自転車が開示されている。
For bicycles equipped with a pedal depression type driving force transmission mechanism, various proposals have been made to reduce the depression force and increase the transmission force. For example, in the following Patent Document 1, an internal gear fixed concentrically with a crankshaft of a bicycle pedal, a sun gear rotatably supported on the crankshaft, a sun gear having the same diameter as the sun gear, And a planetary gear meshing with the internal gear is rotatably supported from the crank arm of the bicycle pedal to an extension arm extending along the extension line of the crank arm, and a front wheel side sprocket wheel is coaxially fixed to the sun gear. A bicycle is disclosed.
特許文献１に開示された自転車によれば、太陽歯車と遊星歯車とが同径とされているので、ペダルを１回転させると、太陽歯車が４回転し、ギヤ比が４対１となり、従来に比べて増速することができるとされている。しかし、特許文献１に開示された自転車においては、内歯歯車と太陽歯車との間に踏み込み力を伝える遊星歯車が介在しているので、後輪を回転させる作用点がクランク軸側に寄っており、ペダルに加わる踏み込み力を太陽歯車に伝える腕の長さが短くなってしまう上に、内歯歯車と太陽歯車との間で摩擦抵抗が大きくなり、大きな踏み込み力を必要とするという欠点がある。
According to the bicycle disclosed in Patent Document 1, since the sun gear and the planetary gear have the same diameter, when the pedal is rotated once, the sun gear rotates four times, and the gear ratio becomes 4: 1. It is said that the speed can be increased compared to However, in the bicycle disclosed in Patent Document 1, since the planetary gear that transmits the stepping force is interposed between the internal gear and the sun gear, the operating point for rotating the rear wheel is close to the crankshaft side. In addition, the length of the arm that transmits the stepping force applied to the pedal to the sun gear is shortened, and the frictional resistance between the internal gear and the sun gear increases, requiring a large stepping force. is there.
また、下記特許文献２においては、クランクアームの先端に内歯車を設け、この内歯車に噛み合って回転する外歯車を設け、この内歯車と外歯車のギヤ比を２対１に設定し、さらに、クランクアームの先端がクランクアームの回転中心となるクランク軸から前方に向き、かつ、前記内歯車のクランク軸から離れた側のギヤ部に前記外歯車が噛み合った状態で、ペダルの踏込面が上向きでほぼ水平姿勢となるように、ペダルを外歯車に固定することによって、少ない踏み込み力で大きな回転駆動力を得ようとする自転車が提案されている。
Further, in the following Patent Document 2, an internal gear is provided at the tip of the crank arm, an external gear that meshes with the internal gear and is rotated, the gear ratio of the internal gear to the external gear is set to 2: 1, In the state where the tip of the crank arm is directed forward from the crankshaft that is the rotation center of the crank arm and the outer gear is engaged with the gear portion of the inner gear that is away from the crankshaft, the pedal depression surface is Bicycles have been proposed that attempt to obtain a large rotational driving force with a small stepping force by fixing a pedal to an external gear so as to be in a substantially horizontal posture upward.
しかし、特許文献２に開示された自転車においては、クランクアームの先端に設けた内歯車の外周面よりもペダルが取り付けられた軸がクランク軸側に位置しているので、力の作用点から回転軸までの腕の長さが短くなるように構成されており、少ない踏み込み力で大きな回転駆動力を得ることはできないという不都合がある。
However, in the bicycle disclosed in Patent Document 2, since the shaft on which the pedal is attached is located on the crankshaft side with respect to the outer peripheral surface of the internal gear provided at the tip of the crank arm, the bicycle rotates from the point of application of force. The arm length to the shaft is configured to be short, and there is a disadvantage that a large rotational driving force cannot be obtained with a small stepping force.
通常、自転車において、ペダルの踏み込み力を効率良く回転駆動力に変えるには、ペダルが取り付けられたクランクアームの長さによる「テコ作用」が大きく影響するものであるが、クランクアームの長さは、クランク軸と地面との距離による制約を受け、自在に長くすることができない。したがって、従来の自転車においては、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、回転駆動力を効率良く伝達することは実現されていないというのが実状である。
特開平６－１７１５７４号公報
特開平９－３０１２５７号公報
Normally, in bicycles, to effectively change the pedal depression force to rotational drive force, the lever action due to the length of the crank arm to which the pedal is attached is greatly affected, but the length of the crank arm is Due to the limitation of the distance between the crankshaft and the ground, it cannot be made longer freely. Therefore, in the conventional bicycle, it is actually not possible to reduce the stepping force and efficiently transmit the rotational driving force.
JP-A-6-171574 JP-A-9-301257
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解決するために為されたもので、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、回転駆動力を効率良く伝達すること可能にするペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を提供することを課題とするものである。
The present invention has been made to solve the above-described drawbacks of the prior art, and is a pedal depression type driving force transmission that can efficiently transmit a rotational driving force while reducing the depression force. An object of the present invention is to provide a bicycle having a mechanism.
本発明者は、上記の課題を解決すべく、ロータリーエンジンで採用されている位相歯車機構に着目し、ロータリーエンジンにおけるローターに相当する部材をクランクアームを介して回転させ、その回転を偏心輪を介して自転車の回転シャフトに伝達すれば良いのではないかとの発想の下、試行錯誤を繰り返した結果、固定外歯歯車を自転車車体に対して固定し、この固定外歯歯車と噛み合うローター内歯歯車をクランクアームを介して回転させて、それにより偏心輪を回転させ、踏み込み力をスプロケット等の駆動輪に伝達することによって、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、回転駆動力を効率良く伝達することができることを見出して本発明を完成した。
In order to solve the above problems, the present inventor pays attention to the phase gear mechanism employed in the rotary engine, rotates a member corresponding to the rotor in the rotary engine via the crank arm, and rotates the rotation of the eccentric wheel. As a result of repeated trial and error under the idea that it should be transmitted to the bicycle rotation shaft, the fixed internal gear is fixed to the bicycle body, and the rotor internal teeth meshing with the fixed external gear By rotating the gear through the crank arm, thereby rotating the eccentric wheel and transmitting the stepping force to the driving wheel such as a sprocket, the stepping force is reduced and the rotational driving force is transmitted efficiently. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は、自転車の車体に回転自在に支持される回転シャフトと；前記回転シャフトの軸心に対して偏心した偏心輪であって、前記回転シャフトの軸心の回りに回転可能な偏心輪と；前記回転シャフトと同心の駆動輪であって、前記偏心輪の回転に伴い前記回転シャフトの軸心の回りに回転する駆動輪と；前記回転シャフトの軸心と同心で、自転車の車体に対して固定された固定外歯歯車と；前記回転シャフトの軸方向に沿った一方の側に前記固定外歯歯車と噛み合う内歯歯車を有し、他方の側に前記偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有するローターであって、前記固定外歯歯車の中心に対して偏心したローターと；前記ローターを回転させるクランク軸とを有する、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を提供することによって上記の課題を解決するものである。
That is, the present invention relates to a rotating shaft that is rotatably supported by a bicycle body; an eccentric wheel that is eccentric with respect to the axis of the rotating shaft, and that is rotatable about the axis of the rotating shaft. A driving wheel concentric with the rotating shaft, the driving wheel rotating around the axis of the rotating shaft as the eccentric wheel rotates; and concentric with the axis of the rotating shaft; A fixed external gear fixed to the rotary shaft; an internal gear that meshes with the fixed external gear on one side along the axial direction of the rotating shaft, and the eccentric ring is slidably rotated on the other side. A bicycle having a pedal depression type driving force transmission mechanism, comprising a rotor having a bearing portion that is freely supported, the rotor being eccentric with respect to the center of the fixed external gear; and a crankshaft for rotating the rotor. The It is intended to solve the above problems by providing.
本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、ペダルを踏み込むことによって、回転シャフトを直接回転させるのではなく、まずローターを回転させ、その回転によって偏心輪を介して回転シャフトを回転させるので、偏心輪における偏心軸からローターによる回転力の作用点までの距離を腕の長さとするモーメントを利用することができる。したがって、回転シャフトをクランクアームで直接回転させる場合に比べて、軽い踏み込み力で回転シャフト及び駆動輪を回転させることができる。
In the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the rotation shaft is not rotated directly by depressing the pedal, but the rotor is first rotated, and the rotation shaft is rotated via the eccentric wheel by the rotation. Since it rotates, the moment which makes the distance from the eccentric shaft in an eccentric ring | wheel to the action point of the rotational force by a rotor the length of an arm can be utilized. Therefore, the rotating shaft and the driving wheel can be rotated with a lighter stepping force than when the rotating shaft is directly rotated by the crank arm.
本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車は、その好ましい一態様において、前記偏心輪が前記回転シャフトに取り付けられており、前記固定外歯歯車が、中心部に前記回転シャフトの軸方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記クランク軸が、前記固定外歯歯車の前記貫通孔を貫通して、前記ローターの中心に取り付けられている。駆動力伝達機構をこのような構成とする場合には、クランクアームを介してクランク軸を回転させることによって、ローターがその内歯歯車を固定外歯歯車と噛み合わせながら固定外歯歯車の周囲を回転し、それに伴い、ローターの軸受部に摺動回転自在に支持されている偏心輪が回転シャフトの軸心の回りに回転して、駆動輪を回転させることができる。
In a preferred aspect of the bicycle including the pedal depression type driving force transmission mechanism according to the present invention, the eccentric wheel is attached to the rotating shaft, and the fixed external gear has an axis of the rotating shaft at the center. The crankshaft has a through hole penetrating in the direction, and is attached to the center of the rotor through the through hole of the fixed external gear. When the driving force transmission mechanism has such a configuration, the rotor rotates around the fixed external gear while the rotor meshes with the fixed external gear by rotating the crankshaft via the crank arm. Accordingly, the eccentric wheel, which is supported by the bearing portion of the rotor so as to be slidably rotatable, rotates around the axis of the rotating shaft, thereby rotating the driving wheel.
本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を上記のように構成する場合には、上記駆動輪が存在する側とは反対側にも、上記とほぼ同様の駆動力伝達機構を設け、左右両方のペダルの踏み込み力をスプロケット等の駆動輪の回転に利用することができる。すなわち、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車は、その好ましい一態様において、駆動輪が存在する側には上記のような駆動力伝達機構を備えるとともに、駆動輪が存在する側とは反対側には、前記回転シャフトの軸心に対して偏心して前記回転シャフトに取り付けられた第２偏心輪と；第２偏心輪よりも車体内側の位置で、自転車の車体に対して固定された第２固定外歯歯車であって、回転シャフトの軸心と同心で、かつ、中心部に回転シャフトが貫通する貫通孔を有している第２固定外歯歯車と；第２固定外歯歯車と噛み合う内歯歯車を有するとともに、前記第２偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有する第２ローターであって、前記第２固定外歯歯車の中心に対して偏心した第２ローターと；前記第２ローターの中心に取り付けられたクランク軸を有しており、前記第２偏心輪の偏心方向が前記偏心輪の偏心方向に対して１８０度位相がずれている。
When the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention is configured as described above, a driving force transmission mechanism substantially similar to the above is provided on the side opposite to the side where the driving wheels are present. In addition, the depressing force of both the left and right pedals can be used for the rotation of drive wheels such as sprockets. That is, in a preferable aspect of the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the side on which the driving wheel is present is provided with the driving force transmission mechanism as described above, and the side on which the driving wheel is present. A second eccentric wheel attached to the rotary shaft eccentrically with respect to the axis of the rotating shaft; and fixed to the bicycle body at a position inside the vehicle body relative to the second eccentric wheel. A second fixed external gear that is concentric with the axis of the rotary shaft and has a through-hole through which the rotary shaft passes in the center; A second rotor having an internal gear that meshes with the tooth gear and having a bearing portion that supports the second eccentric ring so as to be slidable and rotatable, and is eccentric with respect to a center of the second fixed external gear. Two rotors; said second row Has a crankshaft which is mounted in the center of the over, the eccentric direction of the second eccentric wheel is 180 degrees out of phase with respect to the eccentric direction of the eccentric.
また、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車は、その好ましい他の態様において、前記偏心輪が自転車の車体に対して固定された部材に回転可能に支持されており、前記固定外歯歯車が、中心部に前記回転シャフトの軸方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記クランク軸が、前記貫通孔を貫通して、前記回転シャフトと同軸に連結され、前記クランク軸と、前記ローターとが、オルダム継手機構によって連結されている。駆動力伝達機構をこのような構成とする場合には、クランク軸を回転させることによって、ローターがその内歯歯車を固定外歯歯車と噛み合わせながら固定外歯歯車の周囲を回転し、それに伴い、ローターの軸受部に摺動回転自在に支持されている偏心輪が回転して駆動輪を回転させるという点では、先の駆動力伝達機構と同じであるが、クランク軸の回転はオルダム継手機構によってローターに伝達されるので、ローターが固定外歯歯車の周囲を回転移動しても、クランク軸はその軸心を移動させることがない。このため、クランク軸を回転シャフトと同軸に連結して、駆動力伝達機構をシンプルに構成することができる。
In another preferred embodiment of the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the eccentric wheel is rotatably supported by a member fixed to the bicycle body, and the fixed The external gear has a through-hole penetrating in the axial direction of the rotary shaft at the center, and the crankshaft passes through the through-hole and is coaxially connected to the rotary shaft, and the crankshaft, The rotor is connected by an Oldham coupling mechanism. When the driving force transmission mechanism has such a configuration, by rotating the crankshaft, the rotor rotates around the fixed external gear while meshing the internal gear with the fixed external gear. The same as the previous drive force transmission mechanism in that the eccentric wheel that is slidably and rotatably supported by the bearing portion of the rotor rotates to rotate the drive wheel, but the rotation of the crankshaft is the Oldham coupling mechanism Thus, even if the rotor rotates around the fixed external gear, the crankshaft does not move its axis. For this reason, the driving force transmission mechanism can be simply configured by connecting the crankshaft coaxially with the rotating shaft.
本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、固定外歯歯車とローターが有する内歯歯車のギヤ比は２：３であるのが望ましい。外歯歯車と内歯歯車のギヤ比が２：３である場合には、ローターが１回転すると、ローターの軸受に摺動回転自在に支持されている偏心輪は３回転するので、クランクアームによる回転を増速して回転軸及び駆動輪に伝達することができるので、回転駆動力を効率良く駆動輪に伝達することができる。
In the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the gear ratio of the fixed external gear and the internal gear of the rotor is preferably 2: 3. When the gear ratio of the external gear and the internal gear is 2: 3, when the rotor rotates once, the eccentric wheel that is slidably supported by the rotor bearing rotates three times. Since the rotation can be accelerated and transmitted to the rotating shaft and the driving wheel, the rotational driving force can be efficiently transmitted to the driving wheel.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the illustrated one.
図１は、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車の一例を示す側面図である。図１において、１は本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転であり、２はスプロケットやプーリー等の駆動輪、３は駆動輪２の回転力を後輪に伝達するチェーン又はベルト等の伝動帯である。４はペダル、５はクランクアーム、６は固定外歯歯車であり、固定部材７ａ、７ｂを介して、自転車１の車体８に固定されている。９は、固定外歯歯車６と噛み合う内歯歯車を有するローターである。
FIG. 1 is a side view showing an example of a bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention. In FIG. 1, 1 is a rotation provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, 2 is a driving wheel such as a sprocket or a pulley, and 3 is a chain or belt for transmitting the rotational force of the driving wheel 2 to a rear wheel. And so on. Reference numeral 4 denotes a pedal, 5 denotes a crank arm, and 6 denotes a fixed external gear, which is fixed to the vehicle body 8 of the bicycle 1 via fixing members 7a and 7b. Reference numeral 9 denotes a rotor having an internal gear that meshes with the fixed external gear 6.
図２は、図１における駆動力伝達機構の要部を拡大して示す部分断面平面図であり、図１におけると同じ部材には同じ符号を付してある。図２において、１０は回転シャフト、１１はボトムブラケット、１２はベアリングであり、ベアリング１２によって、回転シャフト１０は、ボトムブラケット１１内に回転自在に支持されている。まず、図２において車体８の右側、すなわち自転車１の進行方向に向かって右側の駆動力伝達機構について説明するに、回転シャフト１０の右側延長部には、回転シャフト１０の軸心に対して偏心して偏心輪１３が取り付けられている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view showing an enlarged main part of the driving force transmission mechanism in FIG. 1, and the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a rotary shaft, 11 denotes a bottom bracket, and 12 denotes a bearing. The rotary shaft 10 is rotatably supported in the bottom bracket 11 by the bearing 12. First, the driving force transmission mechanism on the right side of the vehicle body 8 in FIG. 2, that is, on the right side in the traveling direction of the bicycle 1, will be described. The right extension portion of the rotating shaft 10 is offset with respect to the axis of the rotating shaft 10. An eccentric ring 13 is attached to the center.
スプロケット等の駆動輪２も、回転シャフト１０の右側延長部に固定されており、回転シャフト１０の回転とともに、駆動輪２も回転する。駆動輪２は、回転シャフト１０に固定する代わりに、偏心輪１３に固定しても良く、また、回転シャフト１０と偏心輪１３の双方に固定しても良い。
The driving wheel 2 such as a sprocket is also fixed to the right extension of the rotating shaft 10, and the driving wheel 2 rotates as the rotating shaft 10 rotates. Instead of being fixed to the rotating shaft 10, the driving wheel 2 may be fixed to the eccentric wheel 13, or may be fixed to both the rotating shaft 10 and the eccentric wheel 13.
ローター９は、車体８に近い側に、ベアリング１２を介して偏心輪１３を摺動回転自在に支持する軸受部を有しており、車体８から遠い側には、固定外歯歯車６の外歯歯車と噛み合う内歯歯車９ｇを有している。６ｇは固定外歯歯車６の外歯歯車を表し、図２に示す状態では、自転車１の進行方向前方部分の内歯歯車９ｇと外歯歯車６ｇとが噛み合った状態にあり、進行方向後方部分では、両者は離れた状態にある。なお、ローター９の中心は、固定外歯歯車６の中心に対して偏心している。
The rotor 9 has a bearing portion that supports the eccentric wheel 13 so as to be slidably rotatable via a bearing 12 on the side close to the vehicle body 8, and on the side far from the vehicle body 8, there is an external portion of the fixed external gear 6. It has an internal gear 9g that meshes with the gear. 6g represents an external gear of the fixed external gear 6, and in the state shown in FIG. 2, the internal gear 9g and the external gear 6g in the forward direction of the bicycle 1 are in mesh with each other, and the backward portion in the forward direction. Then, both are in a separated state. The center of the rotor 9 is eccentric with respect to the center of the fixed external gear 6.
８ａ、８ｂは、固定部材７ａ、７ｂを車体８に対して支持する支持柱である。固定外歯歯車６は、回転シャフト１０の軸方向の延長線上の位置において、固定部材７ａ、７ｂ及び支持柱８ａ、８ｂを介して車体８に対して固定されている。固定外歯歯車６の中心は、回転シャフト１０の軸心と一致しており、回転シャフト１０と固定外歯歯車６とは同心である。６ａは、固定外歯歯車６の中心部を回転シャフト１０の軸方向に貫通する貫通孔である。
8a and 8b are support columns for supporting the fixing members 7a and 7b with respect to the vehicle body 8. The fixed external gear 6 is fixed to the vehicle body 8 via fixing members 7a and 7b and support columns 8a and 8b at a position on an extension line in the axial direction of the rotary shaft 10. The center of the fixed external gear 6 coincides with the axis of the rotary shaft 10, and the rotary shaft 10 and the fixed external gear 6 are concentric. 6 a is a through hole that penetrates the central portion of the fixed external gear 6 in the axial direction of the rotary shaft 10.
１４はクランク軸であり、クランク軸１４は固定外歯歯車６の貫通孔６ａを貫通し、その一方端は、ローター９の中心にローター９と同心に固定され、他方端は、クランクアーム５の基端部に固定されている。クランクアーム５の先端部には、ペダル４が取り付けられているか、取り付け可能とされていることはいうまでもない。
Reference numeral 14 denotes a crankshaft. The crankshaft 14 passes through the through hole 6 a of the fixed external gear 6, one end of which is fixed concentrically with the rotor 9 at the center of the rotor 9, and the other end of the crank arm 5. It is fixed to the base end. Needless to say, the pedal 4 is attached to or can be attached to the tip of the crank arm 5.
図２において車体８の左側、すなわち自転車１の進行方向に向かって左側の駆動力伝達機構も、右側のものと基本点には同じであるが、駆動輪２を設ける必要がない分、構造が簡単になっている。すなわち、回転シャフト１０の左側の延長部には、まず、第２固定外歯歯車６２が、固定部材１５を介して、車体２のボトムブラケット１１に対して固定されている。第２固定外歯歯車６２の中心は、回転シャフト１０の軸心と一致しており、両者は同心である。第２固定外歯歯車６２には、右側の固定外歯歯車６と同様に、中心部に貫通孔６２ａが設けられており、回転シャフト１０がこの貫通孔６２ａを貫通して、さらに左側へと延びている。６２ａは第２固定外歯歯車６２の外歯歯車である。
In FIG. 2, the driving force transmission mechanism on the left side of the vehicle body 8, that is, on the left side in the traveling direction of the bicycle 1 is the same as that on the right side. It has become easy. That is, in the extension of the left rotary shaft 10, first, second fixed external gear 6 2, via the fixing member 15 is fixed relative to the bottom bracket 11 of the vehicle body 2. The second center of the fixed external gear 6 2 is coincident with the axis of the rotating shaft 10, both of which are concentric. The second to the fixed external gear 6 2, similar to the right side of the fixed external gear 6, the through holes 6 2 a is provided in the center, the rotation shaft 10 penetrates the through hole 6 2 a And further to the left. 6 2 a is a second external gear fixed external gear 6 2.
回転シャフト１０の第２固定外歯歯車６２よりも左側の延長部には、第２偏心輪１３２が回転シャフト１０の軸心に対して偏心して取り付けられている。９２は第２ローターである。第２ローター９２は、右側のローター９と同様に、第２固定外歯歯車６２の中心に対して偏心しており、第２偏心輪１３２をベアリング１２を介して摺動回転自在に支持する軸受部を左側に、第２固定外歯歯車６２と噛み合う内歯歯車９２ｇを右側に有している。なお、図２に示すとおり、第２偏心輪１３２の偏心方向は、右側の偏心輪１３の偏心方向と１８０度位相がずれており、図２の左側に示す状態では、右側とは反対に、自転車１の進行方向後方部分の内歯歯車９２ｇと外歯歯車６２ｇとが噛み合った状態にあり、進行方向前方部分では、両者は離れた状態にある。
In the extension of the left side of the second fixed external gear 6 and second rotating shaft 10, the second eccentric 13 2 is mounted eccentrically to the axis of the shaft 10. 9 2 is the second rotor. The second rotor 9 2, like the right-hand rotor 9, is eccentric relative to the second center of the fixed external gear 6 2, slidably and rotatably supporting the second eccentric 13 2 via a bearing 12 the bearing portion for the left side, and has a gear 9 2 g of meshing with the second fixed external gear 6 2 on the right. Incidentally, as shown in FIG. 2, the second eccentric direction of the eccentric 13 2 are offset eccentric direction 180 degrees out of phase of the right eccentric 13, in the state shown in the left side of FIG. 2, as opposed to the right The internal gear 9 2 g and the external gear 6 2 g at the rear part in the traveling direction of the bicycle 1 are in mesh with each other, and at the front part in the traveling direction, both are separated.
１４２は第２クランク軸であり、第２クランク軸１４２は、その一方端は、第２ローター９２の中心に第２ローター９２と同心に固定され、他方端は、第２クランクアーム５２の基端部に固定されている。第２クランクアーム５２の先端部には、ペダル４が取り付けられているか、取り付け可能とされていることはいうまでもない。
14 2 is the second crankshaft, the second crankshaft 14 2 has one end is the second rotor 9 2 center is fixed to the second rotor 9 2 concentric, the other end, a second crank arm It is fixed to 5 2 of the base end portion. The second crank arm 5 2 of the tip, or the pedal 4 is attached, that it is attachable course.
図３は図２におけるＸ－Ｘ’断面図である。図３に示すとおり、ローター９の内歯歯車９ｇは、固定外歯歯車６の外歯歯車６ｇよりも大径で、内歯歯車９ｇの方が外歯歯車６ｇよりも歯数が多い。そのため、内歯歯車９ｇと外歯歯車６ｇとは、その一部で噛み合うものの、他の部分では離れている。外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとの歯数の比、すなわち、ギヤ比に特に制限はないが、整数比であるのが望ましく、好ましくは、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比は２：３とするのが良い。外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比が２：３である場合には、ローター９が内歯歯車９ｇを外歯歯車６ｇと噛み合わせながら、外歯歯車６ｇの周囲を１回転する間に、偏心輪１３は３回転することになり、増速割合が適当となるので好ましい。なお、位相歯車機構におけるギヤ比と回転数との関係については、例えば、ＧＰ企画センター編、「マツダ・ロータリーエンジンの歴史」、株式会社グランプリ出版、２００３年２月１０日初版発行、２８～３６頁、４４頁に詳述されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. As shown in FIG. 3, the internal gear 9g of the rotor 9 has a larger diameter than the external gear 6g of the fixed external gear 6, and the internal gear 9g has more teeth than the external gear 6g. Therefore, the internal gear 9g and the external gear 6g mesh with each other, but are separated with each other. The ratio of the number of teeth of the external gear 6g and the internal gear 9g, that is, the gear ratio is not particularly limited, but is preferably an integer ratio, preferably the gear of the external gear 6g and the internal gear 9g. The ratio should be 2: 3. When the gear ratio between the external gear 6g and the internal gear 9g is 2: 3, the rotor 9 makes one rotation around the external gear 6g while meshing the internal gear 9g with the external gear 6g. In the meantime, the eccentric wheel 13 is rotated three times, which is preferable because the speed increasing rate is appropriate. As for the relationship between the gear ratio and the rotational speed in the phase gear mechanism, for example, GP Planning Center, “History of Mazda Rotary Engine”, Grand Prix Publishing Co., Ltd., published on February 10, 2003, 28-36. Page 44.
図４は図２におけるＹ－Ｙ’断面図である。１０ｃは回転シャフト１０の軸心、１３ｃは偏心輪１３の中心であり、偏心輪１３が固定されている回転シャフト１０の軸心１０ｃは、偏心輪１３の中心１３ｃから、図中ｅで示す長さだけ偏心している。
4 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y 'in FIG. 10c is the axis of the rotating shaft 10, 13c is the center of the eccentric ring 13, and the axis 10c of the rotating shaft 10 to which the eccentric ring 13 is fixed is a length indicated by e in the figure from the center 13c of the eccentric ring 13. That's just eccentric.
次に、図５～図８を用いて、本例のペダル踏み込み型駆動力伝達機構の動作を説明する。図５～図８において、各図の（ａ）は、ペダル４を踏み込んでクランクアーム５を介してクランク軸１４を回転させることによって、ローター９が、その内歯歯車９ｇを固定外歯歯車６の外歯歯車６ｇと噛み合わせながら、固定外歯歯車６の周囲を回転するローター９の運動を示しており、各図の（ｂ）は、そのときの偏心輪１３の運動を、各図の（ｃ）は、そのときの回転シャフト１０の運動を示している。なお、便宜上、内歯歯車９ｇ及び外歯歯車９ｇは示していない。
Next, the operation of the pedal depression type driving force transmission mechanism of this example will be described with reference to FIGS. 5 to 8, (a) in each figure shows that the rotor 9 causes the internal gear 9g to be fixed to the fixed external gear 6 by depressing the pedal 4 and rotating the crankshaft 14 via the crank arm 5. The movement of the rotor 9 that rotates around the fixed external gear 6 while meshing with the external gear 6g is shown. (B) of each figure shows the movement of the eccentric ring 13 at that time. (C) has shown the motion of the rotating shaft 10 at that time. For convenience, the internal gear 9g and the external gear 9g are not shown.
図５～図８に示すとおり、ローター９が固定外歯歯車６の周囲を回転すると、それに伴い、ローター９の軸受部に摺動回転自在に支持されている偏心輪１３は、偏心軸、すなわち、回転シャフト１０の軸心１０ｃを中心に図中矢印方向に回転し、その結果、偏心輪１３が固定されている回転シャフト１０も図中矢印方向に回転する。このとき各図（ｂ）に示すように、偏心輪１３の回転の中心、すなわち、回転シャフト１０の軸心１０ｃは、偏心輪１３の中心１３ｃから前述した距離ｅだけ偏心しているので、ローター９によって偏心輪１３に加えられる回転力は、軸心１０ｃから中心１３ｃをとおって偏心輪１３の外周までの距離を腕の長さとするモーメントとなって回転シャフト１０に効率良く伝達されることになる。このため、踏み込み力を軽減しつつ、回転シャフト１０を回転させ、駆動輪２を回転させて、自転車１を進行させることが可能となる。
As shown in FIGS. 5 to 8, when the rotor 9 rotates around the fixed external gear 6, the eccentric wheel 13 supported by the bearing portion of the rotor 9 so as to be slidably rotatable is an eccentric shaft, that is, The shaft 10c rotates about the axis 10c of the rotating shaft 10 in the direction of the arrow, and as a result, the rotating shaft 10 to which the eccentric ring 13 is fixed also rotates in the direction of the arrow. At this time, as shown in each figure (b), the center of rotation of the eccentric ring 13, that is, the axis 10c of the rotary shaft 10 is eccentric from the center 13c of the eccentric ring 13 by the distance e described above. Thus, the rotational force applied to the eccentric ring 13 is efficiently transmitted to the rotary shaft 10 as a moment with the distance from the axis 10c to the outer periphery of the eccentric ring 13 passing through the center 13c as the length of the arm. . For this reason, the bicycle 1 can be advanced by rotating the rotating shaft 10 and rotating the driving wheel 2 while reducing the stepping force.
また、前述したとおり、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比が２：３である場合には、ローター９が固定外歯歯車６の周囲を１回転する間に、偏心輪１３は３回転することになるので、クランク軸１４の回転に比して、回転シャフト１０の回転数は３倍に増速され、効率良く駆動輪２を回転させることが可能であり、自転車１を高速で進行させることができる。
As described above, when the gear ratio between the external gear 6g and the internal gear 9g is 2: 3, the eccentric wheel 13 is rotated while the rotor 9 makes one rotation around the fixed external gear 6. Since the number of rotations is three, the number of rotations of the rotation shaft 10 is increased by three times compared to the rotation of the crankshaft 14, and the drive wheels 2 can be rotated efficiently, and the bicycle 1 can be rotated at high speed. You can proceed with.
図２の車体８よりも左側、すなわち、自転車１の進行方向左側の駆動力伝達機構の動作も、図５～図８に基づいて説明した右側のものと同じであるが、第２偏心輪１３２の偏心方向は、偏心輪１３の偏心方向と１８０度位相がずれている。これにより、左右の脚でペダル４を踏み込み、クランクアーム５及び第２クランクアーム５２を介して、クランク軸１４及び第２クランク軸１４２、さらには、ローター９及び第２ローター９２を１８０度の位相差で回転させて、両脚の踏み込み力でもって、駆動輪２を回転させ、自転車１を進行させることができる。
The operation of the driving force transmission mechanism on the left side of the vehicle body 8 in FIG. 2, that is, on the left side in the traveling direction of the bicycle 1, is the same as that on the right side described with reference to FIGS. The eccentric direction of 2 is 180 degrees out of phase with the eccentric direction of the eccentric ring 13. Thus, depressing the pedal 4 in the left and right leg, through the crank arm 5 and the second crank arm 5 2, the crank shaft 14 and the second crankshaft 14 2, further rotor 9 and the second rotor 9 2 180 The bicycle 1 can be advanced by rotating the driving wheel 2 with the stepping force of both legs by rotating with a phase difference of degrees.
なお、以上の例では、自転車１の進行方向右側、すなわち、駆動輪２が存在する側における固定外歯歯車６は、支持柱８ａ、８ｂ及び固定部材７ａ、７ｂによって車体８に固定されているが、固定外歯歯車６を車体８に対して固定する方法は、これに限られない。例えば、自転車１が駆動輪２及び伝動帯３の周囲にチェーンカバーを有している場合には、固定外歯歯車６をこのチェーンカバーに固定することによって、車体８に対して固定するようにしても良い。
In the above example, the fixed external gear 6 on the right side in the traveling direction of the bicycle 1, that is, on the side where the drive wheel 2 is present, is fixed to the vehicle body 8 by the support columns 8a and 8b and the fixing members 7a and 7b. However, the method of fixing the fixed external gear 6 to the vehicle body 8 is not limited to this. For example, when the bicycle 1 has a chain cover around the drive wheel 2 and the transmission band 3, the fixed external gear 6 is fixed to the chain cover so as to be fixed to the vehicle body 8. May be.
図９は、駆動力伝達機構の他の一例を示す部分断面平面図である。本例の駆動力伝達機構においては、固定外歯歯車６は、円筒形の支持部材１６の一方端に取り付けられている。支持部材１６の他方端はボトムブラケット１１に取り付けられているので、固定外歯歯車６は、自転車１の車体８に対して固定されていることになる。支持部材１６は、ボトムブラケット１１を介さずに、車体８に直接取り付けるようにしても良い。偏心輪１３は、支持部材１６の周囲にベアリング１２を介して回転自在に支持されている。円筒形の支持部材１６は、回転シャフト１０と同軸であるので、偏心輪１３は回転シャフト１０の軸心の回りに回転可能である。なお、支持部材１６の形状は円筒形に限られない。支持部材１６は、固定外歯歯車６を車体８に対して固定することができる限り、どのような形状を有していても良く、例えば、断面が三角形、四角形、五角形、六角形、楕円形等の筒状の部材であっても良いし、単に、固定外歯歯車６と車体８又はボトムブラケット１１とを連結する複数本の棒状部材であっても良い。
FIG. 9 is a partial cross-sectional plan view showing another example of the driving force transmission mechanism. In the driving force transmission mechanism of this example, the fixed external gear 6 is attached to one end of a cylindrical support member 16. Since the other end of the support member 16 is attached to the bottom bracket 11, the fixed external gear 6 is fixed to the vehicle body 8 of the bicycle 1. The support member 16 may be directly attached to the vehicle body 8 without using the bottom bracket 11. The eccentric ring 13 is rotatably supported around the support member 16 via the bearing 12. Since the cylindrical support member 16 is coaxial with the rotary shaft 10, the eccentric ring 13 can rotate around the axis of the rotary shaft 10. The shape of the support member 16 is not limited to a cylindrical shape. The support member 16 may have any shape as long as the fixed external gear 6 can be fixed to the vehicle body 8. For example, the support member 16 may have a triangular, square, pentagonal, hexagonal, or elliptical cross section. It may be a cylindrical member such as a single member, or may be simply a plurality of rod-shaped members that connect the fixed external gear 6 and the vehicle body 8 or the bottom bracket 11.
偏心輪１３の周辺部には、駆動輪２が、ボルトナット等の固定具１７によって、取り付けられており、駆動輪２は、偏心輪１３の回転に伴って、回転シャフト１０の軸心の回りに回転する。なお、本例において、駆動輪２は、偏心輪１３に直接取り付けられているが、回転シャフト１０の軸心の回りに回転する他の部材を偏心輪１３に取り付け、その他の部材に駆動輪２を取り付けるようにしても良い。
The drive wheel 2 is attached to the periphery of the eccentric wheel 13 by a fixture 17 such as a bolt and nut. The drive wheel 2 rotates around the axis of the rotary shaft 10 as the eccentric wheel 13 rotates. Rotate to. In this example, the drive wheel 2 is directly attached to the eccentric wheel 13, but another member that rotates around the axis of the rotary shaft 10 is attached to the eccentric wheel 13, and the drive wheel 2 is attached to the other member. You may make it attach.
固定外歯歯車６の中心部には、回転シャフト１０の軸方向に貫通する貫通孔６ａが設けられており、クランク軸１４は、この貫通孔６ａを貫通して、回転シャフト１０と同軸に連結されている。１８は、ローター９の端部に設けられた凸部、１９は中間節、２０は駆動板、２１は駆動板２０をクランク軸１４に固定する固定部材であり、凸部１８、中間節１９、及び駆動板２０によってオルダム継手機構２１を構成している。クランク軸１４とローター９とは、このオルダム継手機構２１によって連結されており、クランク軸１４の回転はオルダム継手機構２１を介してローター９に伝達される。
A through hole 6a that penetrates in the axial direction of the rotary shaft 10 is provided at the center of the fixed external gear 6, and the crankshaft 14 passes through the through hole 6a and is coaxially connected to the rotary shaft 10. Has been. 18 is a convex portion provided at the end of the rotor 9, 19 is an intermediate node, 20 is a driving plate, 21 is a fixing member for fixing the driving plate 20 to the crankshaft 14, and the convex portion 18, the intermediate node 19, The Oldham coupling mechanism 21 is constituted by the drive plate 20. The crankshaft 14 and the rotor 9 are connected by this Oldham joint mechanism 21, and the rotation of the crankshaft 14 is transmitted to the rotor 9 through the Oldham joint mechanism 21.
図１０は、図９のＸ－Ｘ’断面図である。１０ｃは回転シャフト１０の軸心であるとともにクランク軸１４の軸心であり、１３ｃは偏心輪１３の中心である。図に示すとおり、偏心輪１３の中心１３ｃは、回転シャフト１０の軸心１０ｃから、図中ｅで示す長さだけ偏心している。このため、先に挙げた例におけると同様に、ローター９によって偏心輪１３に加えられる回転力は、軸心１０ｃから中心１３ｃをとおって偏心輪１３の外周までの距離を腕の長さとするモーメントとなって駆動輪２に効率良く伝達されることになる。このため、踏み込み力を軽減しつつ、駆動輪２を回転させて、自転車１を進行させることが可能となる。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 10 c is the axis of the rotary shaft 10 and the axis of the crankshaft 14, and 13 c is the center of the eccentric wheel 13. As shown in the figure, the center 13c of the eccentric ring 13 is eccentric from the axis 10c of the rotary shaft 10 by the length indicated by e in the figure. For this reason, as in the example given above, the rotational force applied to the eccentric ring 13 by the rotor 9 is a moment having the distance from the axis 10c to the outer periphery of the eccentric ring 13 through the center 13c as the length of the arm. Thus, it is efficiently transmitted to the drive wheel 2. For this reason, the bicycle 1 can be advanced by rotating the driving wheel 2 while reducing the stepping force.
図１１は、図９のＹ－Ｙ’断面図である。図１１に示すとおり、ローター９の内歯歯車９ｇは、固定外歯歯車６の外歯歯車６ｇよりも大径で、内歯歯車９ｇの方が外歯歯車６ｇよりも歯数が多い。そのため、内歯歯車９ｇと外歯歯車６ｇとは、その一部で噛み合うものの、他の部分では離れている。本例の駆動力伝達機構においても、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとの歯数の比、すなわち、ギヤ比に特に制限はないが、整数比であるのが望ましく、好ましくは、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比は２：３とするのが良い。外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比が２：３である場合には、ローター９が内歯歯車９ｇを外歯歯車６ｇと噛み合わせながら、外歯歯車６ｇの周囲を１回転する間に、偏心輪１３は３回転することになり、増速割合が適当となるので好ましい。
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y ′ of FIG. As shown in FIG. 11, the internal gear 9g of the rotor 9 has a larger diameter than the external gear 6g of the fixed external gear 6, and the internal gear 9g has more teeth than the external gear 6g. Therefore, the internal gear 9g and the external gear 6g mesh with each other, but are separated with each other. Also in the driving force transmission mechanism of this example, the ratio of the number of teeth of the external gear 6g and the internal gear 9g, that is, the gear ratio is not particularly limited, but is preferably an integer ratio, preferably external gear. The gear ratio between the gear 6g and the internal gear 9g is preferably 2: 3. When the gear ratio between the external gear 6g and the internal gear 9g is 2: 3, the rotor 9 makes one rotation around the external gear 6g while meshing the internal gear 9g with the external gear 6g. In the meantime, the eccentric wheel 13 is rotated three times, which is preferable because the speed increasing rate is appropriate.
図１２は、オルダム継手機構２１の分解図である。図に示すとおり、ローター９の端部には、凸部１８、１８が互いに１８０度の間隔をあけて設けられており、中間節１９の一方の側には、凸部１８、１８と対向する位置に、溝１９ａ、１９ａが互いに１８０度の間隔をあけて設けられている。中間節１９の反対側には、溝１９ｂ、１９ｂが同じく１８０度の間隔をあけて設けられているが、その位置は、溝１９ａ、１９ａと９０度ずれている。また、駆動板２０には、溝１９ｂ、１９ｂと対向する位置に、凸部２０ａ、２０ａが互いに１８０度の間隔をあけて設けられている。
FIG. 12 is an exploded view of the Oldham coupling mechanism 21. As shown in the figure, the end portions of the rotor 9 are provided with convex portions 18 and 18 spaced apart from each other by 180 degrees, and one side of the intermediate joint 19 faces the convex portions 18 and 18. In the position, grooves 19a, 19a are provided at an interval of 180 degrees. On the opposite side of the intermediate joint 19, grooves 19b and 19b are similarly provided with an interval of 180 degrees, but their positions are shifted by 90 degrees from the grooves 19a and 19a. Further, the drive plate 20 is provided with convex portions 20a and 20a at a position facing the grooves 19b and 19b with an interval of 180 degrees therebetween.
オルダム継手機構２１は、ローター９の凸部１８、１８を中間節１９の溝１９ａ、１９ａと嵌合させ、駆動板２０の凸部２０ａ、２０ａを中間節１９の溝１９ｂ、１９ｂと嵌合させることによって組み立てられる。凸部１８、１８、及び、凸部２０ａ、２０ａは、それぞれ、溝１９ａ、１９ａ、及び溝１９ｂ、１９ｂ内を摺動移動自在であるので、回転時にローター９が駆動板２０に対して、溝１９ａ、１９ａを結ぶ方向、及び、それとは９０度ずれた溝１９ｂ、１９ｂを結ぶ方向のいずれの方向に移動しても、その移動は凸部１８、１８、及び２０ａ、２０ａが、それぞれ溝１９ａ、１９ａ内、及び溝１９ｂ、１９ｂ内を摺動移動することによって吸収され、駆動板２０の中心２０ｃは移動しない。クランク軸１４は、固定部材２２によって、駆動板２０の中心２０ｃを貫通して、駆動板２０と固定されているので、クランク軸１４の中心も移動しない。
The Oldham coupling mechanism 21 fits the convex portions 18 and 18 of the rotor 9 with the grooves 19a and 19a of the intermediate node 19, and fits the convex portions 20a and 20a of the drive plate 20 with the grooves 19b and 19b of the intermediate node 19. Assembled by. Since the protrusions 18 and 18 and the protrusions 20a and 20a are slidably movable in the grooves 19a and 19a and the grooves 19b and 19b, respectively, the rotor 9 moves relative to the drive plate 20 during rotation. Even if it moves to any direction of the direction which connects 19a and 19a and the direction which connects groove | channels 19b and 19b which shifted | deviated 90 degree | times from it, the movement of the convex parts 18 and 18 and 20a and 20a is each groove | channel 19a , 19a and the grooves 19b, 19b are absorbed by sliding movement, and the center 20c of the drive plate 20 does not move. Since the crankshaft 14 passes through the center 20c of the drive plate 20 and is fixed to the drive plate 20 by the fixing member 22, the center of the crankshaft 14 does not move.
このように、オルダム継手機構２１を介してクランク軸１４とローター９とを連結することにより、クランク軸１４を回転させてローター９をその内歯歯車９ｇを外歯歯車６ｇと噛み合わせながら固定外歯歯車６の周囲を回転移動させても、クランク軸１４は移動することがないので、クランク軸１４を回転シャフト１０と同軸に連結することが可能となり、駆動力伝達機構の構造が簡単になるという利点が得られる。また、クランク軸１４を回転シャフト１０と同軸に連結することができるので、駆動輪２が存在する側とは反対側のクランク軸１４の回転力も、回転シャフト１０を介して、合わせてローター９の回転、つまりは、駆動輪２の回転に利用することができるので、両足でペダルを漕ぐ自転車の利点を最大限に生かすことができるというメリットがある。さらには、クランク軸１４を回転シャフト１０と同軸に連結することができるので、従来の自転車の駆動機構に大幅な変更を加えることなく、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車とすることが可能である。
Thus, by connecting the crankshaft 14 and the rotor 9 via the Oldham coupling mechanism 21, the crankshaft 14 is rotated, and the rotor 9 is fixed outside while meshing its internal gear 9g with the external gear 6g. Even if the periphery of the toothed gear 6 is rotated, the crankshaft 14 does not move. Therefore, the crankshaft 14 can be connected coaxially with the rotary shaft 10, and the structure of the driving force transmission mechanism is simplified. The advantage is obtained. Further, since the crankshaft 14 can be coaxially connected to the rotary shaft 10, the rotational force of the crankshaft 14 on the side opposite to the side where the drive wheels 2 exist is also combined with the rotor 9 via the rotary shaft 10. Since it can be used for rotation, that is, rotation of the drive wheel 2, there is an advantage that the advantage of a bicycle that pedals with both feet can be fully utilized. Furthermore, since the crankshaft 14 can be coaxially connected to the rotary shaft 10, the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention without significantly changing the conventional bicycle driving mechanism, Is possible.
なお、ローター９に設けられる凸部１８、１８を溝とし、中間節１９に設けられる溝１９ａ、１９ａを凸部としても良く、同様に、中間節１９に設けられる溝１９ｂ、１９ｂを凸部とし、駆動板２０に設けられる凸部２０ａ、２０ａを溝としても良い。また、凸部１８、１８及び２０ａ、２０ａと溝１９ａ、１９ａ及び１９ｂ、１９ｂの一方又は双方に、例えば、ドライベアリング、フラットローラーベアリングを設けるか、油含浸軸受とすることによって、凸部１８、１８及び２０ａ、２０ａと溝１９ａ、１９ａ及び１９ｂ、１９ｂとの摺動性を高めて摩擦を低減するようにしても良い。
The protrusions 18 and 18 provided on the rotor 9 may be grooves, and the grooves 19a and 19a provided on the intermediate node 19 may be protrusions. Similarly, the grooves 19b and 19b provided on the intermediate node 19 are protrusions. The protrusions 20a and 20a provided on the drive plate 20 may be grooves. Further, by providing, for example, a dry bearing, a flat roller bearing, or an oil impregnated bearing in one or both of the convex portions 18, 18 and 20a, 20a and the grooves 19a, 19a and 19b, 19b, the convex portion 18, The friction between the grooves 18a, 20a, 20a and the grooves 19a, 19a, 19b, 19b may be increased to reduce the friction.
次に、図１３～図１５を用いて、本例のペダル踏み込み型駆動力伝達機構の動作を説明する。図１３～図１５において、各図の（ａ）は、ペダル４を踏み込んでクランク軸１４を回転させることによって、オルダム継手機構２１を介してローター９を回転させ、ローター９が、その内歯歯車９ｇを固定外歯歯車６の外歯歯車６ｇと噛み合わせながら、固定外歯歯車６の周囲を回転するローター９の運動を示しており、各図の（ｂ）は、そのときの偏心輪１３と、偏心輪１３とともに回転する駆動輪２の運動を示している。
Next, the operation of the pedal depression type driving force transmission mechanism of this example will be described with reference to FIGS. 13 to 15, (a) in each drawing shows that the rotor 9 is rotated via the Oldham coupling mechanism 21 by depressing the pedal 4 and rotating the crankshaft 14, and the rotor 9 has its internal gear. The movement of the rotor 9 rotating around the fixed external gear 6 while meshing 9g with the external gear 6g of the fixed external gear 6 is shown, and (b) in each figure shows the eccentric wheel 13 at that time. The motion of the drive wheel 2 rotating with the eccentric wheel 13 is shown.
図１３～図１５に示すとおり、ローター９が固定外歯歯車６の周囲を回転すると、それに伴い、ローター９の軸受部に摺動回転自在に支持されている偏心輪１３は、偏心軸、すなわち、クランク軸１４及び回転シャフト１０の軸心１０ｃを中心に図中矢印方向に回転し、その結果、偏心輪１３に固定されている駆動輪２も図中矢印方向に回転する。このとき各図（ｂ）に示すように、偏心輪１３の回転の中心、すなわち、クランク軸１４及び回転シャフト１０の軸心１０ｃは、偏心輪１３の中心１３ｃから前述した距離ｅだけ偏心しているので、ローター９によって偏心輪１３に加えられる回転力は、軸心１０ｃから中心１３ｃをとおって偏心輪１３の外周までの距離を腕の長さとするモーメントとなって駆動輪２に効率良く伝達されることになる。このため、踏み込み力を軽減しつつ、駆動輪２を回転させて、自転車１を進行させることが可能となる。
As shown in FIGS. 13 to 15, when the rotor 9 rotates around the fixed external gear 6, the eccentric wheel 13 that is supported by the bearing portion of the rotor 9 so as to be slidably rotatable is an eccentric shaft, that is, Rotating in the direction of the arrow in the figure about the crankshaft 14 and the axis 10c of the rotating shaft 10, and as a result, the drive wheel 2 fixed to the eccentric wheel 13 also rotates in the direction of the arrow. At this time, as shown in each figure (b), the center of rotation of the eccentric wheel 13, that is, the axis 10c of the crankshaft 14 and the rotary shaft 10 is eccentric from the center 13c of the eccentric wheel 13 by the distance e described above. Therefore, the rotational force applied to the eccentric wheel 13 by the rotor 9 is efficiently transmitted to the drive wheel 2 as a moment having the distance from the shaft center 10c to the outer periphery of the eccentric wheel 13 through the center 13c as the arm length. Will be. For this reason, the bicycle 1 can be advanced by rotating the driving wheel 2 while reducing the stepping force.
また、前述したとおり、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比が２：３である場合には、ローター９が固定外歯歯車６の周囲を１回転する間に、偏心輪１３は３回転することになるので、クランク軸１４の回転に比して、回転シャフト１０又は駆動輪２の回転数は３倍に増速され、効率良く駆動輪２を回転させることが可能であり、自転車１を高速で進行させることができるという利点が得られる。このように、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、外歯歯車６ｇと内歯歯車９ｇとのギヤ比にもよるが、クランク軸１４の回転数に比して駆動輪２の回転数が増速されるので、従来の自転車よりも駆動輪２の径を小さくし、逆に、駆動輪２と伝動帯３で結ばれる従動輪の径を大きくして、ペダル４の踏み込みに必要な力を軽減することができる。前記のようにしてペダル４の踏み込みに必要な力を軽減しても、本発明の自転車においては、駆動輪２の回転数はクランク軸１４の回転数に比して増速されるので、従来の自転車に劣らない速度で自転車を進行させることができるという利点が得られる。因みに、駆動輪２の径を小さくすることは、駆動輪２がスプロケットである場合には、その径を小さくして歯数を減らすことに相当し、前記従動輪の径を大きくすることは、前記従動輪がスプロケットである場合には、その径を大きくして歯数を増やすことに相当する。
As described above, when the gear ratio between the external gear 6g and the internal gear 9g is 2: 3, the eccentric wheel 13 is rotated while the rotor 9 makes one rotation around the fixed external gear 6. Since the number of rotations is three, the number of rotations of the rotating shaft 10 or the driving wheel 2 is increased by three times compared to the rotation of the crankshaft 14, and the driving wheel 2 can be efficiently rotated. The advantage that the bicycle 1 can be advanced at high speed is obtained. As described above, in the bicycle equipped with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the driving is performed in comparison with the rotational speed of the crankshaft 14 depending on the gear ratio between the external gear 6g and the internal gear 9g. Since the rotation speed of the wheel 2 is increased, the diameter of the driving wheel 2 is made smaller than that of the conventional bicycle, and conversely, the diameter of the driven wheel connected to the driving wheel 2 and the transmission band 3 is made larger, so that the pedal 4 The power required to step in can be reduced. Even if the force required to depress the pedal 4 is reduced as described above, in the bicycle of the present invention, the rotational speed of the drive wheel 2 is increased as compared with the rotational speed of the crankshaft 14. The advantage is that the bicycle can be advanced at a speed comparable to that of other bicycles. Incidentally, reducing the diameter of the drive wheel 2 corresponds to reducing the diameter and reducing the number of teeth when the drive wheel 2 is a sprocket, and increasing the diameter of the driven wheel. When the driven wheel is a sprocket, this corresponds to increasing the diameter and increasing the number of teeth.
本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車によれば、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、クランク軸の回転を増速して駆動輪に伝達することができ、回転駆動力を効率良く伝達することができる。したがって、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車によれば、軽い踏み込み力で効率良く自転車を進行させることができ、脚力が十分でない利用者であっても自転車利用が容易なものとなるという利点が得られる。また、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、踏み込み力の伝達効率が高いので、発進時や登坂路の負担軽減はもとより、長時間、長距離走行が可能となり、自転車の利用機会、利用範囲、利用者層の拡大がもたらされる。したがって、本発明が当該産業分野に与える影響には実に多大のものがある。
According to the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the depression force can be reduced and the rotation of the crankshaft can be accelerated and transmitted to the driving wheel. Can communicate well. Therefore, according to the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the bicycle can be efficiently advanced with a light depression force, and even a user with insufficient leg strength can easily use the bicycle. The advantage of becoming is obtained. In addition, in the bicycle equipped with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, since the transmission efficiency of the depression force is high, it is possible to travel for a long time for a long time as well as to reduce the burden on the start and the uphill road. This will lead to expansion of usage opportunities, scope of use, and user base. Therefore, the influence of the present invention on the industrial field is very large.
１ 自転車
２ 駆動輪
３ 伝動帯
４ ペダル
５、５２ クランクアーム
６、６２ 固定外歯歯車
６ａ、６２ａ 貫通孔
６ｇ、６２ｇ 外歯歯車
７ａ、７ｂ 固定部材
８ 車体
８ａ、８ｂ 支持柱
９、９２ ローター
９ｇ、９２ｇ 内歯歯車
１０ 回転シャフト
１０ｃ 回転シャフトの軸心
１１ ボトムブラケット
１２ ベアリング
１３、１３２ 偏心輪
１３ｃ 偏心輪の中心
１４、１４２ クランク軸
１５ 固定部材
１６ 支持部材
１７ 固定具
１８ 凸部
１９ 中間節
１９ａ、１９ｂ 溝
２０ 駆動板
２０ａ 凸部
２１ オルダム継手機構
２２ 固定部材
e 偏心距離 DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Bicycle 2 Drive wheel 3 Transmission band 4 Pedal 5, 5 2 Crank arm 6, 6 2 Fixed external gear 6a, 6 2 a Through- hole 6g, 6 2 g External gear 7a, 7b Fixing member 8 Car body 8a, 8b Support Pillar 9, 9 2 Rotor 9g, 9 2 g Internal gear 10 Rotating shaft 10c Axis of rotating shaft 11 Bottom bracket 12 Bearing 13, 13 2 Eccentric wheel 13c Center of eccentric wheel 14, 14 2 Crank shaft 15 Fixing member 16 Supporting member Reference Signs List 17 Fixing tool 18 Convex part 19 Intermediate section 19a, 19b Groove 20 Drive plate 20a Convex part 21 Oldham joint mechanism 22 Fixing member e Eccentric distance
２ 駆動輪
３ 伝動帯
４ ペダル
５、５２ クランクアーム
６、６２ 固定外歯歯車
６ａ、６２ａ 貫通孔
６ｇ、６２ｇ 外歯歯車
７ａ、７ｂ 固定部材
８ 車体
８ａ、８ｂ 支持柱
９、９２ ローター
９ｇ、９２ｇ 内歯歯車
１０ 回転シャフト
１０ｃ 回転シャフトの軸心
１１ ボトムブラケット
１２ ベアリング
１３、１３２ 偏心輪
１３ｃ 偏心輪の中心
１４、１４２ クランク軸
１５ 固定部材
１６ 支持部材
１７ 固定具
１８ 凸部
１９ 中間節
１９ａ、１９ｂ 溝
２０ 駆動板
２０ａ 凸部
２１ オルダム継手機構
２２ 固定部材
e 偏心距離 DESCRIPTION OF
Claims (6)
- 自転車の車体に回転自在に支持される回転シャフトと；前記回転シャフトの軸心に対して偏心した偏心輪であって、前記回転シャフトの軸心の回りに回転可能な偏心輪と；前記回転シャフトと同心の駆動輪であって、前記偏心輪の回転に伴い前記回転シャフトの軸心の回りに回転する駆動輪と；前記回転シャフトの軸心と同心で、自転車の車体に対して固定された固定外歯歯車と；前記回転シャフトの軸方向に沿った一方の側に前記固定外歯歯車と噛み合う内歯歯車を有し、他方の側に前記偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有するローターであって、前記固定外歯歯車の中心に対して偏心したローターと；前記ローターを回転させるクランク軸とを有する、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 A rotating shaft that is rotatably supported by a bicycle body; an eccentric that is eccentric with respect to an axis of the rotating shaft, the eccentric being rotatable about the axis of the rotating shaft; and the rotating shaft A driving wheel that is concentric with the rotating wheel and rotates around the axis of the rotating shaft as the eccentric wheel rotates; concentric with the axis of the rotating shaft and fixed to the bicycle body. A fixed external gear; an internal gear that meshes with the fixed external gear on one side along the axial direction of the rotating shaft, and a bearing portion that supports the eccentric ring on the other side so as to be slidably rotatable. A bicycle including a pedal depression type driving force transmission mechanism, the rotor having an eccentricity with respect to the center of the fixed external gear; and a crankshaft for rotating the rotor.
- 前記偏心輪が前記回転シャフトに取り付けられており、前記固定外歯歯車が、中心部に前記回転シャフトの軸方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記クランク軸が、前記固定外歯歯車の前記貫通孔を貫通して、前記ローターの中心に取り付けられている請求の範囲第１項記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 The eccentric wheel is attached to the rotating shaft, the fixed external gear has a through-hole penetrating in the axial direction of the rotating shaft in the center portion, and the crankshaft is a part of the fixed external gear. The bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism according to claim 1, which is attached to the center of the rotor through the through hole.
- 前記固定外歯歯車と前記ローターが有する内歯歯車のギヤ比が２：３である請求の範囲第１項又は第２項記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 A bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism according to claim 1 or 2, wherein the fixed external gear and the internal gear of the rotor have a gear ratio of 2: 3.
- 前記回転シャフトの自転車の車体を挟んで前記駆動輪が存在する側とは反対側に、前記回転シャフトの軸心に対して偏心して前記回転シャフトに取り付けられた第２偏心輪と；第２偏心輪よりも車体内側の位置で、自転車の車体に対して固定された第２固定外歯歯車であって、回転シャフトの軸心と同心で、かつ、中心部に回転シャフトが貫通する貫通孔を有している第２固定外歯歯車と；第２固定外歯歯車と噛み合う内歯歯車を有するとともに、前記第２偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有する第２ローターであって、前記第２固定外歯歯車の中心に対して偏心した第２ローターと；前記第２ローターの中心に取り付けられたクランク軸を有し、前記第２偏心輪の偏心方向が前記偏心輪の偏心方向に対して１８０度位相がずれている請求の範囲第２項は第３項記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 A second eccentric wheel attached to the rotary shaft on the opposite side to the side where the drive wheel is present across the bicycle body of the rotary shaft and attached to the rotary shaft; A second fixed external gear fixed to the bicycle body at a position inside the vehicle body relative to the wheel, and having a through-hole that is concentric with the axis of the rotary shaft and through which the rotary shaft passes in the center. A second rotor having a second fixed external gear; an internal gear that meshes with the second fixed external gear; and a bearing that supports the second eccentric ring so as to slide and rotate. A second rotor eccentric with respect to the center of the second fixed external gear; and a crankshaft attached to the center of the second rotor, wherein the eccentric direction of the second eccentric ring is the eccentricity of the eccentric ring. 180 degrees out of phase with the direction Bicycle claims second term of which includes a pedal-type driving force transmitting mechanism according paragraph 3 that.
- 前記第２固定外歯歯車と前記第２ローターが有する内歯歯車のギヤ比が２：３である請求の範囲第４項記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 A bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism according to claim 4, wherein the gear ratio of the second fixed external gear and the internal gear of the second rotor is 2: 3.
- 前記偏心輪が自転車の車体に対して固定された部材に回転可能に支持されており、前記固定外歯歯車が、中心部に前記回転シャフトの軸方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記クランク軸が、前記貫通孔を貫通して、前記回転シャフトと同軸に連結され、前記クランク軸と、前記ローターとが、オルダム継手機構によって連結されている請求の範囲第１項記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 The eccentric wheel is rotatably supported by a member fixed to a bicycle body, and the fixed external gear has a through-hole penetrating in the axial direction of the rotating shaft at the center, and the crank The pedal depression type drive according to claim 1, wherein a shaft passes through the through hole and is coaxially connected to the rotary shaft, and the crankshaft and the rotor are connected by an Oldham coupling mechanism. Bicycle with a force transmission mechanism.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5021851B1 (en) * | 2012-01-13 | 2012-09-12 | 克巳 戸上 | Bicycle equipped with pedal depression type driving force transmission mechanism |
| WO2012145984A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Li Jianhe | Gearshift scooter |
| RU2569075C1 (en) * | 2014-07-09 | 2015-11-20 | Юрий Фёдорович Ващенко | Bicycle spindle |
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Families Citing this family (1)
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| CN105667691B (en) * | 2016-01-13 | 2018-05-25 | 魏恒德 | A kind of bicycle drive train system |
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- 2010-04-15 WO PCT/JP2010/056740 patent/WO2011001732A1/en active Application Filing
- 2010-04-15 JP JP2011520819A patent/JPWO2011001732A1/en active Pending
- 2010-04-29 TW TW99113671A patent/TW201109232A/en unknown
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